HEPchain：面向高能物理的新型有用工作量证明区块链共识

蒙特卡洛（MC）模拟在粒子对撞机实验的各个阶段都起着关键作用。高能物理（HEP）中长期存在碰撞能量与亮度不断提升的趋势。因此，对 MC 模拟的要求变得更加严格：由于精度要求更高，其计算复杂度增加。此外，需要更多的模拟数据以便数据分析人员在实际观测数据中识别标准模型偏差，并实现对稀有事件的筛选。为跟上模拟与实际数据分析的计算复杂度，通常采用分布式计算方法。例如，CERN 依赖全球 LHC 计算网格（WLCG）来存储、处理、分发和分析对撞数据。由于并非每个 HEP 实验都能使用这些资源，且新增网格服务器过程复杂，本论文探索了一种基于区块链技术的新型 HEP 分布式计算方法。文中描述了一种新型有用工作量证明（Proof-of-Useful-Work）共识算法，旨在既为真实世界 HEP 实验提供所需 MC 数据生产支持，又同时保障底层区块链基础设施安全。它并非依赖志愿计算的 WLCG 或 BOINC 项目的替代方案，而是旨在作为额外算力的补充来源。本论文还简要介绍了区块链基础原理，并与现有分布式计算方法进行了比较。